Πυρηνική ενέργεια από ένα… ποτήρι

Στις 26 Νοεμβρίου το Συμβούλιο Ανταγωνιστικότητας της EE εξουσιοδότησε την Ευρωπαϊκή Επιτροπή να αρχίσει την κατασκευή του ITER, ενός πειραματικού αντιδραστήρα πυρηνικής σύντηξης κόστους 4,6 δισ. ευρώ. Ο ITER συγκεντρώνει τις ελπίδες των επιστημόνων για άντληση ενέργειας με σύντηξη πυρήνων, υπερθερμαίνοντας πλάσμα το οποίο περιορίζεται από ένα μαγνητικό πεδίο. Την 1η Δεκεμβρίου όμως κάτι εντελώς αντιδιαμετρικό – και εξόχως ανατρεπτικό – ξαναζωντάνεψε στην άλλη πλευρά του Ατλαντικού: το υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ γνωμοδότησε ότι η έρευνα για την ψυχρή σύντηξη (την περιώνυμη στα έργα επιστημονικής φαντασίας cold fusion) αξίζει να χρηματοδοτηθεί. Αυτό σημαίνει ότι το όνειρο για την παραγωγή πυρηνικής ενέργειας σε συνθήκες… δωματίου δεν είναι απλή φαντασίωση! Πυρηνική ενέργεια μπορεί να εκλυθεί μέσα σε ένα ποτήρι νερό – βαρύ ύδωρ για την ακρίβεια. Προϋποθέτει μεν τη χρήση του πανάκριβου και δυσεύρετου παλλαδίου αλλά όχι πυρηνικούς αντιδραστήρες του κόστους ενός ITER.

Η ψυχρή σύντηξη είναι μία από τις πιο αμφιλεγόμενες επιστημονικές ανακαλύψεις. Πρωτοπαρουσιάστηκε το 1987 από δύο εξέχοντες χημικούς του Πανεπιστημίου της Γιούτα των ΗΠΑ. Ο Martin Fleischmann και ο Stanley Pons ισχυρίστηκαν τότε ότι δημιούργησαν πυρηνική αντίδραση διοχετεύοντας ηλεκτρικό ρεύμα σε δύο πλάκες παλλαδίου που χωρίζονταν από βαρύ ύδωρ με άλατα λιθίου. Στο νερό, δηλαδή, υπήρχε ένα βαρύ ισότοπο του υδρογόνου, το λεγόμενο δευτέριο, το οποίο ευρισκόμενο υπό τάση εισχωρούσε στο παλλάδιο «συνωστίζοντας» τους πυρήνες του. Τότε ελάμβανε χώρα σύντηξη των πυρήνων του δευτερίου παράγοντας ήλιο (helium-4) εκλύοντας ενέργεια πολλαπλάσια εκείνης που απαιτούνταν για τη διενέργεια της αντίδρασης.

Ο ισχυρισμός αυτός ήταν επαναστατικός. Για την κλασική φυσικοχημεία το να έλθουν δύο πυρήνες δευτερίου τόσο κοντά ώστε να γίνει σύντηξή τους απαιτεί θερμοκρασίες δεκάδων εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου (κάτι που θα επιχειρήσει ο αντιδραστήρας ITER με την υπερθέρμανση πλάσματος). Το ότι κάποιοι διατείνονταν ότι αυτό μπορούσε να επιτευχθεί σε θερμοκρασία δωματίου, με ένα ποτήρι νερό και δύο ηλεκτρόδια συνδεδεμένα σε μπαταρία, ήταν… αδιανόητο. Αν οι δύο χημικοί μπορούσαν να αποδείξουν πειραματικά και να εξηγήσουν θεωρητικά τους ισχυρισμούς τους, θα ήταν οι μεγαλύτεροι ευεργέτες της ανθρωπότητας. Μια καθαρή και ανεξάντλητη πηγή ενέργειας θα γινόταν κτήμα όλων και ο πλανήτης μας σήμερα θα ήταν τελείως διαφορετικός.

Δυστυχώς τα πειράματα των Fleischmann και Pons δεν είχαν την απαιτούμενη επαναληπτικότητα και η θεωρητική στήριξη των ισχυρισμών τους είχε μεγάλα κενά. Τον Νοέμβριο του 1989 η αρμόδια επιτροπή του υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ απεφάνθη ότι δεν υπήρχαν αποδείξεις ψυχρής σύντηξης. H επιστημονική κοινότητα εξοστράκισε τους δύο χημικούς ως απατεώνες. Οι Fleischmann και Pons κατέφυγαν στη Νότια Γαλλία, όπου συνέχισαν παθιασμένα τα πειράματά τους με χρηματοδότηση της ιαπωνικής εταιρείας Toyota. Ο πόλεμος όμως από το επιστημονικό κατεστημένο ήταν πλέον ανελέητος. Για σχεδόν 15 χρόνια κανένας δεν μπορούσε να δημοσιεύσει σε έγκυρα επιστημονικά έντυπα μελέτη σχετική με την ψυχρή σύντηξη και όποιος επέμενε να ασχολείται με αυτήν έβλεπε την καριέρα του να καταστρέφεται αμείλικτα. Κατά τον Fleischmann πίσω από όλα αυτά κρύβονταν οι «επτά αδελφές» εταιρείες πετρελαιοειδών, τα συμφέροντα της βιομηχανίας πυρηνικών αντιδραστήρων και το Πεντάγωνο. Κατά τους άλλους, ο Fleischmann και οι πιστοί του ήταν μονομανείς ως και παρανοϊκοί που κυνηγούσαν μια χίμαιρα.

Παρά τις ταπεινώσεις όμως και τον στιγματισμό, κάποιοι αποδεδειγμένα λαμπροί επιστήμονες επέμεναν να ψάχνουν την άκρη του νήματος. Ιδιαίτερα στην Ιαπωνία, με χρηματοδότηση του υπουργείου Βιομηχανίας και Ενέργειας, έγιναν πολλά πειράματα. Επίσης στις ΗΠΑ ιδιώτες επενδυτές πίστεψαν στο όραμα και χρηματοδότησαν εργαστήρια πανεπιστημίων και μικρές εταιρείες στη συνέχιση της έρευνας. Ακόμη και τα εργαστήρια που γέννησαν τη βόμβα υδρογόνου, στο Λος Αλαμος, ή άλλα του πολεμικού ναυτικού των ΗΠΑ επέμεναν να αναζητούν απαντήσεις στην αναπάντεχη έκλυση ενέργειας που λάβαιναν από τα σχετικά πειράματά τους.

Το 2002 ο επικεφαλής του Κέντρου Ερευνών του Ναυτικού Frank Gordon παρουσίασε μια δίτομη αναφορά για το θέμα και ζήτησε να υπάρξει επιτέλους επίσημη χρηματοδότηση των ερευνών στον τομέα. Ακολούθησε στα τέλη του 2003 μια επίσημη αίτηση επανάληψης της ακρόασης στο υπουργείο Ενέργειας από τον επιφανέστερο θεωρητικό της ψυχρής σύντηξης, τον καθηγητή του MIT Peter Hagelstein. Το υπουργείο συμφώνησε να δει τα νέα στοιχεία αλλά υπό μυστικότητα. Ο φάκελος με τα νέα στοιχεία περί ψυχρής σύντηξης κατατέθηκε τον Ιούλιο του 2004 και η επιτροπή συνάντησε τους κύριους υποστηρικτές της στις 23 Αυγούστου – όταν ακόμη οι περισσότεροι υπάλληλοι και δημοσιογράφοι έλειπαν σε άδεια. Το σύνολο των στοιχείων δόθηκε σε μια 18μελή ομάδα έγκριτων και εξειδικευμένων επιστημόνων, η οποία παρέδωσε πρόσφατα το πόρισμά της. Το αποτέλεσμα; Οι γνώμες διχάστηκαν για το αν αυτό που ελάμβανε χώρα στα πειράματα ήταν σύντηξη πυρήνων ή… κάτι άλλο ανεξήγητο, αλλά οπωσδήποτε προκρινόταν η χρηματοδότηση των ερευνών για την αναζήτηση απαντήσεων.

Νεκρανάσταση! Αυτό που για 15 χρόνια ήταν το μεγαλύτερο φιάσκο της επιστήμης, το ανάθεμα και το στίγμα, είναι τώρα κάτι υπαρκτό που αξίζει να διερευνηθεί επιστημονικά. Μια ανεξήγητη έκλυση περίσσειας ενέργειας μπορεί όντως να συμβεί στο ποτήρι μας και… να χαρίσει στον κόσμο σχεδόν ανεξάντλητη ενέργεια. «Σχεδόν», διότι ακόμη και όταν και αν φθάσουμε σε πρακτικά εκμεταλλεύσιμες διατάξεις, το ζήτημα του παλλαδίου είναι ένα αγκάθι. Τα μοναδικά μέρη εξόρυξής του είναι ένα μεταλλείο στη Ρωσία και ένα στις ΗΠΑ, χωρίς μεγάλα αποθέματα. Υπάρχουν όμως ελπίδες ότι τον ρόλο του παλλαδίου μπορεί να παίξει το τιτάνιο ή κάποιο άλλο μέταλλο.

Εν τω μεταξύ ένας νέος «παίκτης» μπήκε στην ενεργειακή αρένα. Τον Μάρτιο του 2004 ο καθηγητής Rusi Taleyarkhan του Πανεπιστημίου Purdue των ΗΠΑ ανακοίνωσε ότι κατόρθωσε επίσης να έχει σύντηξη πυρήνων σε συνθήκες δωματίου χρησιμοποιώντας… μηχανικά μέσα! Συγκεκριμένα ένα γυάλινο δοχείο με ακετόνη δευτερίου βομβαρδίζεται με κύματα νετρονίων και υπέρηχο σε μια συγκεκριμένη συχνότητα.

Από τον συνδυασμένο αυτόν βομβαρδισμό σχηματίζονται στο δευτέριο μικροσκοπικές φούσκες διαμέτρου 60 νανόμετρων (δισεκατομμυριοστών του μέτρου), οι οποίες ταχύτατα «φουσκώνουν» σε διάμετρο 6.000 μικρών (εκατομμυριοστών του μέτρου). Αμέσως μετά οι διεσταλμένες φούσκες συγκρούονται και εκρήγνυνται με τρομακτική δύναμη. Εκπέμπουν λαμπρό φως – ένα φαινόμενο γνωστό ως ηχοφωταύγεια – και επιστρέφουν στο αρχικό τους μέγεθος. Αυτή η έκλαμψη όμως εκλύει θερμοκρασία που φθάνει τα 10 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου και πίεση αντίστοιχη με 1.000 εκατομμύρια φορές την ατμοσφαιρική πίεση στο επίπεδο της θάλασσας! Τις τιμές αυτές συναντάμε μόνο στον ήλιο και στα αντίστοιχα άστρα του Σύμπαντος. Σε αυτές τις συνθήκες οι πυρήνες των ατόμων του δευτερίου υφίστανται σύντηξη και απελευθερώνουν ενέργεια, νετρόνια, ακτίνες γάμμα και τρίτιο. «Υπάρχει μόνο ένας τρόπος για να παραχθεί τρίτιο» εξηγεί ο Taleyarkhan «και αυτός είναι η πυρηνική αντίδραση». Πράγμα που συμβαίνει σε αυτό το ποτήρι με βαρύ ύδωρ.

… Την επόμενη φορά που σας φανεί το νερό «βαρύ» ξανακοιτάξτε το ποτήρι σας. Μπορεί κάτι περίεργο να συμβαίνει εκεί μέσα. Εν ψυχρώ ή εν θερμώ. Οπως και να ‘χει… «η Δύναμη μαζί σας»!